Описание конструктивных особенностей принятой установки

Горизонтальные пропарочные камеры щелево­го типапредставляют собой туннель длиной L= 100—120 м. Ширина туннеля проектируется в расче­те на движение через него одного-двух изделий на каждой форме-вагонетке и находится в пределах В=5—7 м. Высота Н=1,0—1,17м. В камере помещает­ся от 17до 27 вагонеток с изделиями. В отличие от пе­риодически действующих камер, где подъем температу­ры, а затем изотермическая выдержка и охлаждение осуществляются последовательно во времени в одной камере, щелевые пропарочные камеры по длине разде­ляются на соответствующие зоны: зону подъема темпе­ратуры среды, изотермической выдержки и охлаждения. В первую и вторую подводится тепловая энергия, третья зона — зона охлаждения, теплом не снабжается, а нао­борот, вентилируется холодным воздухом. Разделение камеры на функциональные зоны позволяет экономить тепловую энергию за счет затрат теплоты на нагрев конструкций после каждого цикла по сравнению с уста­новками периодического действия.

Принцип работы такой камеры следующий. Вагонетка с изделием в форме поступает на снижатель, оборудованный толкателем. Снижатель опускает вагонетку на уровень рельсов щелевой камеры, и толкатель выталкивает вагонетку со снижателя в камеру. При этом вагонетка с изделием проходит под механической шторой, которая предохраняет торец камеры от выбивания паровоздушной смеси и проника­ния в нее холодного воздуха. Одновременно вагонетка с изделием усилием толкателя продвигает весь поезд, находящийся в камере, и последняя вагонетка также че­рез герметизирующую шторувыдвигается на подъем­ник, который поднимает вагонетку на уровень пола, откуда она транспортируется на пост распалубки изде­лий. Изменяя ритм загрузки вагонеток можно повы­шать или снижать производительность камеры.

Камера разделяется на три зоны: зону подъема тем­пературы — подогрева, зону изотермической выдержки и зону охлаждения. Тепловая обработка изделий в камере сводится к следующему. Материал, поступив­ший в камеру, подогреваться паром. При нагреве паром для его подачи используют двухсторонние стояки, причем первая пара стояков рас­полагается на расстоянии 20—25 м от входа с шагом от 2 до 6 м, а последняя — на расстоянии 35—40 м от выг­рузочного торца камеры. Пар смешивается с воздухом, образуя паровоздушную смесь. Для улучшения исполь­зования теплоты пара устраивают рециркуляцию: паро­воздушную смесь отбирают у загрузочного конца камеры и возвращают в конец зоны подогрева. Рецир­куляция помогает уменьшить потери пара, проникающе­го в зону охлаждения за счет его передвижения к загру­зочному концу камеры. Кроме того, в этих же целях между зоной изотермической выдержки и охлаждения устраивают воздушные завесы или перегородки из тер­мостойкой резины. Воздушные завесы в целях экономии тепла устраивают и в месте загрузки камеры. Макси­мальный нагрев изделий при использовании пара со­ставляет 80—85 °С, ибо в данном случае в камере кроме пара находится воздух. Расход теплоты в таких камерах в пере­счете на пар составляет 150—200 кг на 1 м³ изделий.

После тепловой обработки в зонах подогрева и изо­термической выдержки в случае нагрева паром, изделия охлаждают. В ней с двух сторон устраивают каналы: один заборный, снабженный выведенными в цех заборными шахтами, на которых для регулирования забора воз­духа устанавливают жалюзные решетки. Другой ка­нал — отборный, соединенный с вентилятором коро­бом.

Охлаждают изделия следующим образом. За счет тяги, создаваемой вентилятором, воздух через жалюзные решетки заборных шахтпопадает в канал, из которого через окнапоступает в зону охлаждения и охлаждает изделия. Отработанный воздух через окнапроходит в канал, далее через коробввентилятор, который и выбрасывает его в атмосферу через трубу. [2]

КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ

В щелевой камере тепловлажностной обработке подвергают наружные стеновые панели размером м на формах-вагонетках размером м. Расчетная часовая производительность технологической конвейерной линии 2 изделия. Режим тепловой обработки 9(3+4+2) ч.

Кол-во форм-ваганеток с изделиями в щелевой камере:

П- часовая производительность технологической линии, шт

- продолжительность тепловой обработки, ч

шт

Первоначально принимаем одноярусную конструкцию щелевой камеры. Тогда длина камеры:

- кол-во ярусов, шт

- длина формы вагонетки, м

- зазор между формами-вагонетками по длине установки, 0,05-0,1 м

Предельная рабочая длина камеры 130 м, расчетная длина удовлетворяет заданному ограничению.

Длина зоны подъема температуры:

м

Длина зоны изотермического прогрева:

м

Длина зоны охлаждения изделий:

м

Ширина камеры:

- ширина формы вагонетки, м

- допускаемый зазор между стенами камеры и формой-вагонеткой, 0,4 м

м

При устройстве бокового прохода с одной стороны колеи камеры, ширина камеры:

м

Высота камеры:

- высота формы-вагонетки, м

- зазор между формами по высоте 0,1-0,2 м

- высота от низа формы до пола камеры, 0,12-0,2 м

- расстояние от верхней поверхности изделия до перекрытия, 0,1-0,2 м

м

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Теплотехнический расчёт тепловлажностной установки заключается в составлении теплового баланса и определении расхода теплоты на проведение тепловлажностной обработки.

Статьи прихода тепла

1. От теплоносителя – водяного пара:

,

– часовой расход пара, кг/ч;

– энтальпия пара, кДж/кг.

Энтальпия водяного пара при температуре 100˚ C со степенью сухости при Р=0,3 МПа составляет: кДж/кг.

кДж/кг

2. От экзотермических реакции гидратации цемента

,

Q_э28 – количество тепла, выделившееся в результате гидратации в течении 28 суток для М 300 Q_э28 =334 кДж/кг

t – средняя температура бетона за период твердения

t=(t_н+ t_к)/2,

t_н – начальная температура, температура цеха;

t_к – температура изотермической выдержки.

t = (85+20)/2=52,5

τ – время нагрева бетона τ=1 ч

q_цем – расход цемента, кг/ч.

(В/Ц)^0,44=(0,3)^0,44=0,58

Q₂=0,0023*334*0,58*52,5*1*2296=53707,32

Статьи расхода теплоты:

1. На нагрев бетона:

,

где: – плотность бетона, кг/м³;

– теплоёмкость бетона изделий, ;

– соответственно конечная и начальная температура изделия, ˚C.

кДж/ч

2. На нагрев арматуры и рабочей части металла кассетной установки:

,

где: – масса соответственно формы и арматуры в 1м , кг;

– теплоёмкость металла, .

кг/ч

кг/ч

кДж/ч

,

3. На нагрев влаги бетона:

,

где: G_в – расход воды на 1 м³ бетона, кг/ч.

– теплоёмкость воды, .

кг/ч

кДж/ч

4. На потери поверхностью рабочей части щелевой камеры в окружающую среду:

,

где: – коэффициент теплоотдачи;

– температура соответственно наружной поверхности стенки и наружного воздуха;

– наружная поверхность тепловой установки, .

кДж/ч

5. На потери тепла с конденсатом:

,

где: – теплоёмкость конденсата, ;

– температура конденсата, ˚C.

к- коэффициент утечки пара, 0,2

- свободный объем камеры, м

- плотность пара при Р=0,3 МПа кг/м

м

кДж/ч

6. На потери тепла через неплотности в камере:

,

где: – коэффициент потерь пара за счёт утечки теплоносителя через неплотности в камере.

кДж/ч

7.потери тепла с паром занимающим свободный объем камеры:

кДж/ч

Таким образом, уравнение теплового баланса

Q₁+ Q₂= Q₁+ Q₂+ Q₃+ Q₄+ Q₅+ Q₆+ Q₇

2293*q_п+53707,32=982800+186544+266266+189833+250,8*q_п+

+9762,39+458,6*q_п+68866,49

1583,6*q_п =1650364,56

q_п=1042,2 кДж/ч

Удельный расход пара на 1 м³ бетона

кг/м³.

Нормативный расход пара на 1 м бетона 200 кг

ТАБЛИЦА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

Результаты теплотехнического расчета сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Наименование статей	Количество тепла
кДж/период	%
приход тепла:
1. С паром	2389764,6	97,80
2. От экзотермических реакции	53707,32	2,19
ВСЕГО	2443471,92
расход тепла 1. На нагрев бетона		40,36
2. На нагрев рабочей части ВСЕГО металла арматуры		7,61 5,5 2,1
3. На нагрев влаги бетона		10,87
4. потери тепла во внешнюю среду		7,75
5. потери тепла через неплотности	477952,92	19,51
6. потери тепла с конденсатом		11,07
7. потери тепла в свободном объеме камеры	68866,49	2,81
всего
Невязка баланса	0,0024

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Аэродинамический расчет тепловых установок выполняется с целью определения параметров работы и выбора агрегатов, обеспечивающих движение теплоносителя или воздуха (при охлаждении) через установку по каналам и трубопроводам.

Движение газообразных теплоносителей осуществляется вентиляторами, дымососами, подача пара за счет избыточного давления в котлоагрегате, прокачка жидкого теплоносителя (вода, масло) – путем создания избыточного давления насосами.

Расчет системы трубопроводов

Определяется площадь поперечного сечения каналов для подачи и отбора теплоносителя по формуле:

м

где, q_ч – расход пара, кг/ч

ρ_п – плотность пара, кг/м³

w – скорость движения теплоносителя, м/с.

Тогда, внутренний диаметр трубопровода

м = 20 см.

Принимаем трубы с внутренним диаметром 20 см.